睡眠促进大脑健康，现在我们知道原因了

本文是正在进行的有关衰老和长寿的系列文章的一部分。 在这里，我们来看看睡眠如何影响大脑健康并有助于最大限度地减少认知能力下降。 其他文章涉及细胞衰老、骨骼和肌肉维护、心脏健康、DNA 损伤以及许多其他主题。

我们都知道这种感觉：眼皮不肯睁开，打呵欠的嘴不肯合上，心神不定，无法集中注意力。 睡眠不足并不好玩。 但因疲惫而失去的一天可能还不是最糟糕的。 华盛顿大学医学院研究人员的一项新研究表明，睡眠对于“净化”大脑至关重要——睡眠太少，大脑就会开始积聚污垢。 出版于 自然，他们的工作凸显了我们的大脑已经开发出的巧妙策略，可以清除碎片和废物，保持较高的认知功能。 了解这一机制可能有助于开发模仿良好睡眠益处的药物。

身体的废物处理系统

食物给我们能量，这就是我们吃东西的原因。 消化过程中提取的矿物质和营养物质被输送到我们的细胞，在那里它们充当燃料。 但燃料总是会产生一定量的废物：没有特定用途的化学反应的副产品。 这在细胞水平上没有什么不同。 除了代谢废物外，身体还必须应对因衰老、感染或受伤而造成的细胞损伤所产生的“碎片”。

无论来源如何，都需要清除障碍，细胞才能顺利发挥作用。 如果任其累积，各种重要的途径和过程都可能受到损害。 例如，阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病 紧密联系的 大脑中细胞垃圾的堆积，尤其是错误折叠的蛋白质。

那么如何消除所有这些废物和碎片呢？

简而言之，一种称为淋巴系统的专门“污水处理”基础设施。 它由各种血管和通道组成，就像我们的循环系统一样，遍布整个身体。 这些血管充满了一种叫做淋巴液的液体，它流经组织和器官，在流动过程中清洗并收集碎片。 脏淋巴液最终被排入血管，并被输送到肾脏和肝脏进行最终过滤和清除。

大脑是一个特别活跃且耗能的器官，尽管只占体重的 2%，但却会产生大量废物， 它消耗了所有能量的20%。 你会期望它有一个广泛的淋巴基础设施来匹配。 并非如此。

很长一段时间以来，研究人员都不确定大脑到底是如何清除它产生的所有垃圾的。 最后，十多年前，一群丹麦科学家 发现 大脑自己版本的淋巴系统，他们称之为“类淋巴系统”（大脑充满了 神经胶质 细胞，稳定并向神经元输送营养）。 研究人员注意到，围绕和缓冲大脑的脑脊液通过一组沿着血管延伸的定制通道，通过大脑的“肉质”组织进行冲洗。 当它穿过脑组织时，它会清除碎片和废物。 从某种意义上说，它对于大脑就像淋巴液对于身体其他部位一样。

睡眠启动类淋巴系统

中枢神经系统就像一个电路。 每个神经元，一个节点。 这就是它如此快速地在全身传递信息的方式。 回想一下您上次触摸滚烫的表面是什么时候； 在你感到疼痛之前，你的手可能已经移开了。 这就是电脉冲通过神经系统的速度。

同样的事情也发生在大脑中，其中一个神经元会引发连锁反应，最终导致整个神经元网络放电。 这些同步电脉冲的爆发被称为“脑电波”。 快速、高频的脑电波与注意力集中和解决问题的状态有关。 另一方面，缓慢的低频脑电波与深度睡眠有关。

通过研究睡眠小鼠，华盛顿大学医学院的研究小组发现，伴随睡眠的脑电波有助于推动脑脊液穿过大脑深层组织，使其清除所有碎片和废物。 当研究人员人为地沉默某些大脑区域时——意味着这些区域的神经元不再放电，阻止脑电波的产生——脑脊液无法进​​入这些区域，常规的清洁工作就会中断。 细胞废物很快开始堆积。 相比之下，通过光遗传学技术人工刺激脑电波将清洁过程设置为超驱动。

“较高”的脑电波，即振幅较大的脑电波，似乎对于将脑脊液冲入难以到达的大脑通道特别有效。 一种可能的解释是，较大的振幅允许波浪以更大的力携带流体。

科学家们还注意到，睡眠期间脑电波的大小和速度会发生波动。 该研究的主要作者，Jiang-Xie， 提及 这些变化可能会像洗碗机上的不同设置一样发挥作用：“例如，您首先以大幅度、缓慢、有节奏的擦拭动作来清洁溅在盘子上的可溶性废物。 然后，减小运动范围并提高运动速度，以清除盘子上特别粘的食物残渣。 尽管手部动作的幅度和节奏各不相同，但总体目标仍然一致：清除餐具中不同类型的废物。”

影响与要点

美国是一个长期 睡眠不足的国家。 这项新研究发人深省地提醒我们为什么这是个坏消息：睡眠有助于我们的大脑进行日常清洁。 当我们睡觉时，有节奏的波将脑脊液冲入大脑深处。 一旦到达那里，液体就会清除碎片和废物，然后再次被冲走，带走所有的粘稠物。 干扰睡眠或睡眠不足，可能会破坏这一重要的污水处理过程。

这些发现还开启了模仿睡眠效果的专门治疗的可能性，从而在废物有机会积聚之前加速清除废物。 最终，我们甚至可能会找到一些化合物，让我们无需上床睡觉即可享受一夜好眠的好处。 但在那之前，一定要保证睡觉。